(57)【要約】    【目的】この発明は、発信手段から発信し障害物あるいは反射物で反射された高周波信号を受信手段の複数のアンテナを切替えながら受信し、当該高周波信号を直接あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号に変換後に周波数あるいは位相を測定し、障害物あるいは反射物との距離あるいは障害物あるいは反射物の方向を検知するための装置である。    【構成】発信手段２ａの指向性アンテナ２１ａから障害物あるいは反射物１の方向に向けて高周波信号を発信し受信手段２ｂの指向性アンテナ２１ｂと２１ｃを切替えて当該高周波信号の搬送波あるいは拡散符号あるいは変調信号あるいはこれらの組合わせについて振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを測定し障害物あるいは反射物１との距離と位置する方向を検知する。  【選択図】          図１
2005265412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムにおいて、
スペクトル拡散符号により拡散された連続あるいはバースト状の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を任意の数のアンテナあるいはセンサーから発信するための発信手段と、当該発信手段から発信され障害物あるいは反射物から反射された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を複数のアンテナあるいはセンサーにより受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段において当該スペクトル拡散符号が基準発振器に同期して生成され当該拡散符号の符号系列あるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせが固定されておりあるいは一定周期で繰返して変化しており、
当該受信手段において当該基準発振器に同期して生成される任意の数のスペクトル拡散符号が当該発信手段において生成されるスペクトル拡散符号に対して同期しているものから複数チップ遅れまでの任意の組合わせであり、
当該受信手段が複数のアンテナあるいはセンサーを周期的に切替えあるいは任意の組合わせに変えるための切替合成器と受信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を直接増幅しあるいは増幅と少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行うための任意の数の受信機と当該受信機の出力信号と当該発信手段あるいは受信手段において生成したスペクトル拡散符号の符号系列毎に当該アンテナあるいはセンサーとの任意の組合わせで相関をとるための任意の数の相関器と当該相関器の出力信号を基準発振器に同期してデジタル信号に変換し当該相関器の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該スペクトル拡散符号の符号系列と当該アンテナあるいはセンサーの必要な組合わせ毎に検出された検出結果を直接処理しあるいは一時蓄積しあるいは任意の割合で加算しあるいは減算しあるいは任意の組合わせで比較を行いあるいはこれらの組合わせの結果から当該障害物あるいは反射物からの距離あるいは反射の程度を検知しあるいは当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知しあるいはこれらの両方を検知することを特徴とする障害物検知装置
【請求項２】
超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムにおいて、
スペクトル拡散符号により拡散された連続あるいはバースト状の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を任意の数のアンテナあるいはセンサーから発信するための発信手段と、当該発信手段から発信され障害物あるいは反射物から反射された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を複数のアンテナあるいはセンサーを少なくとも２組設けて受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段において当該スペクトル拡散符号が基準発振器に同期して生成され当該拡散符号の符号系列あるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせが固定されておりあるいは一定周期で繰返して変化しており、
当該受信手段が複数のアンテナあるいはセンサーと当該複数のアンテナあるいはセンサー２組を周期的に切替えあるいは任意の組合わせに変えるための切替合成器と受信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号と当該発信手段で発信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号とを直接混合しあるいは少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行った後に混合を行うために必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を基準発振器に同期し要求される分解能に応じて必要な数あるいは種類のデジタル信号に変換し当該受信機の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該デジタル信号と当該アンテナあるいはセンサーの必要な組合わせ毎に検出された検出結果を直接処理しあるいは一時蓄積しあるいは任意の割合で加算しあるいは減算しあるいは任意の組合わせで比較を行いあるいはこれらの組合わせの結果から当該障害物あるいは反射物からの距離あるいは反射の程度を検知しあるいは当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知しあるいはこれらの両方を検知することを特徴とする障害物検知装置
【請求項３】
超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムにおいて、
任意の変調信号により変調され連続あるいはバースト状の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を任意の数のアンテナあるいはセンサーから発信するための発信手段と、当該発信手段から発信され障害物あるいは反射物から反射された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を複数のアンテナあるいはセンサーにより受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段において当該変調信号が基準発振器に同期して一定周期で変化する振幅変調あるいは周波数変調あるいは位相変調あるいはこれらの組合わせによる信号でありあるいは当該変調信号の一部が搬送波信号あるいは副搬送波信号で代替されおり、
当該受信手段が複数のアンテナあるいはセンサーを周期的に切替えあるいは任意の組合わせに変えるための切替合成器と受信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号と当該発信手段で発信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号とを直接混合しあるいは少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行った後に混合を行うために必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を基準発振器に同期し要求される分解能に応じて必要な数あるいは種類のデジタル信号に変換し当該受信機の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該デジタル信号と当該アンテナあるいはセンサーの必要な組合わせ毎に検出された検出結果を直接処理しあるいは一時蓄積しあるいは任意の割合で加算しあるいは減算しあるいは任意の組合わせで比較を行いあるいはこれらの組合わせの結果から当該障害物あるいは反射物からの距離あるいは反射の程度を検知しあるいは当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知しあるいはこれらの両方を検知することを特徴とする障害物検知装置
【請求項４】
超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムにおいて、
無変調を含む任意の変調信号で変調された連続あるいはバースト状の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を任意の数のアンテナあるいはセンサーから発信するための発信手段と、当該発信手段から発信され障害物あるいは反射物から反射された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を複数のアンテナあるいはセンサーを少なくとも２組設けて受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段において当該変調信号が基準発振器に同期して一定周期で変化する振幅変調あるいは周波数変調あるいは位相変調あるいはこれらの組合わせによる信号でありあるいは当該変調信号の一部が搬送波信号あるいは副搬送波信号で代替されおり、
当該受信手段の複数のアンテナあるいはセンサーと当該複数のアンテナあるいはセンサー２組を周期的に切替えあるいは任意の組合わせに変えるための切替合成器と当該受信手段において受信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を直接増幅しあるいは増幅と少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行うための必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を当該基準発振器に同期し要求される分解能に応じて必要な数あるいは種類のデジタル信号に変換し当該受信機の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該デジタル信号と当該アンテナあるいはセンサーの必要な組合わせ毎に検出された検出結果を直接処理しあるいは一時蓄積しあるいは任意の割合で加算しあるいは減算しあるいは任意の組合わせで比較を行いあるいはこれらの組合わせの結果から当該障害物あるいは反射物との距離と反射の程度を検知しあるいは当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知しあるいはこれらの両方を検知することを特徴とする障害物検知装置
【請求項５】
超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムにおいて、
任意の変調信号により変調されスペクトル拡散符号により拡散された連続あるいはバースト状の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を任意の数のアンテナあるいはセンサーから発信するための発信手段と、当該発信手段から発信され障害物あるいは反射物から反射された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を複数のアンテナあるいはセンサーにより受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段において当該変調信号が基準発振器に同期して一定周期で変化する振幅変調あるいは周波数変調あるいは位相変調あるいはこれらの組合わせの信号であり当該スペクトル拡散符号が基準発振器に同期して生成され符号系列あるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせが固定されておりあるいは一定周期で繰返して変化しており、
当該受信手段が複数のアンテナあるいはセンサーを周期的に切替えあるいは任意の組合わせに変えるための切替合成器と受信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号と当該発信手段で発信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号とを直接混合しあるいは少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行った後に混合を行うために必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を基準発振器に同期し要求される分解能に応じて必要な数あるいは種類のデジタル信号に変換し当該受信機の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該デジタル信号と当該アンテナあるいはセンサーの必要な組合わせ毎に検出された検出結果を直接処理しあるいは一時蓄積しあるいは任意の割合で加算しあるいは減算しあるいは任意の組合わせで比較を行いあるいはこれらの組合わせの結果から当該障害物あるいは反射物からの距離あるいは反射の程度を検知しあるいは当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知しあるいはこれらの両方を検知することを特徴とする障害物検知装置
【請求項６】
超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムにおいて、
任意の変調信号によって変調されあるいはスペクトル拡散符号により拡散された連続あるいはバースト状の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を任意の数のアンテナあるいはセンサーから発信するための発信手段と、当該発信手段から発信された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を受信し比較的に高い周波数の変調信号によって２重変調を行いあるいは比較的に帯域幅の広いスペクトル拡散符号によって２重拡散を行った後に再発信するための中継手段と、当該中継手段から発信され障害物あるいは反射物から反射された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を複数のアンテナあるいはセンサーにより受信するための受信手段から構成され、
当該発信手段において当該変調信号が基準発振器に同期して一定周期で変化する振幅変調あるいは周波数変調あるいは位相変調あるいはこれらの組合わせによる信号でありあるいは当該変調信号の一部が搬送波信号あるいは副搬送波信号で代替されおりあるいは当該拡散符号の符号系列あるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせが固定されておりあるいは一定周期で繰返して変化しており、
当該中継手段において２重変調に用いられる変調信号あるいは２重拡散に用いられる拡散符号には当該中継局の認識番号が含まれており、
当該受信手段が複数のアンテナあるいはセンサーを周期的に切替えあるいは任意の組合わせに変えるための切替合成器と受信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号と当該発信手段で発信した超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号とを直接相関をとりあるいは混合しあるいは少なくとも副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行った後に相関あるいは混合を行うために必要な数の受信機と当該受信機の出力信号を基準発振器に同期して要求される分解能に応じて必要な数あるいは種類のデジタル信号に変換して当該受信機の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するための信号検出器を有し、
当該信号検出器において当該中継手段で２重変調に用いられる変調信号あるいは２重拡散に用いられる拡散符号との相関をとるための相関器と同期をとるための同期回路を設けて同期を確立し当該相関器の出力信号と当該アンテナあるいはセンサーの必要な組合わせ毎に検出された検出結果を直接処理しあるいは一時蓄積しあるいは任意の割合で加算しあるいは減算しあるいは任意の組合わせで比較を行いあるいはこれらの任意の組合わせの結果から当該障害物あるいは反射物からの距離あるいは反射の程度を検知しあるいは当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知しあるいはこれらの両方を検知することを特徴とする障害物検知装置
【請求項７】
当該タイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するために分解能に応じて必要な数の高速で動作する高周波論理回路を設け当該高周波論理回路を用いて積和演算を行いあるいは高速フーリエ変換を行いあるいは当該デジタル信号から振幅スペクトルあるいは位相スペクトルあるいはこれらの両方を検出しあるいは任意の期間の平均をとりあるいは窓関数を設けて演算を行いあるいは任意のサンプリング数毎あるいは任意のサンプリング周期数毎に検出した結果を時系列にならべあるいはタイムスタンプを付して出力しあるいはこれらを組合わせることを特徴とする請求項第１項から第６項に記載の障害物検知装置
【請求項８】
当該受信機の出力信号を当該基準発振器に同期して変換したデジタル信号を多段のシフトレジスタに蓄積し当該シフトレジスタから整数段の間隔をおいて等間隔に少なくとも４段を選択して１組としあるいは当該受信機の出力信号を基準発振器と同期して複数の異なるサンプリング周期でデジタル信号に変換し当該サンプリング周期毎に少なくとも４段のシフトレジスタに蓄積して複数組のデジタル信号を生成しあるいはこれらの両方を行い当該４段で１組のデジタル信号を基本単位として積和演算しあるいは高速フーリエ変換して必要な分解能を確保しながら当該受信機の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せを検出することを特徴とする請求項第１項から第７項に記載の障害物検知装置
【請求項９】
当該高速で動作する高周波論理回路が少なくとも４段のシフトレジスタとエックスクルージブオア回路と加算器から構成され当該デジタル信号とＳｉｎおよびＣｏｓのルックアップテーブルとの積和演算を行うことを特徴とする請求項第１項から第８項に記載の障害物検知装置
【請求項１０】
当該タイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するために用いるＳｉｎのルックアップテーブルが０、１、０、−１、あるいは１、１、−１、−１、あるいはこれらの整数倍あるいは整数分の１の繰り返しでありあるいはＣｏｓのルックアップテーブルが１、０、−１、０あるいは１、−１、−１、１、あるいはこれらの整数倍あるいは整数分の１の繰り返しでありあるいは積和演算を行う際の−１の乗算は当該デジタル信号の補数を求めあるいはこれらの組合わせであることを特徴とする請求項第１項から第９項に記載の障害物検知装置
【請求項１１】
当該受信手段への受信入力が低下し低位の水準にある時あるいは補正を要求する信号を受信した時あるいは障害物あるいは反射物が存在しないと判定された時あるいは当該発信手段と受信手段のアンテナあるいはセンサー間に設けられた結合器を介して強制的に結合した時に当該アンテナあるいはセンサーと受信機との任意の組合わせによる誤差を検出し補正係数を求めて補正を行うことを特徴とする請求項第１項から第１０項に記載の障害物検知装置
【請求項１２】
当該複数のアンテナあるいは複数のセンサーが周期的に切替えられあるいは組合わせが変えられ当該信号検出器によりタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せを検出する際に正の順番に検出した値と逆の順番に検出された値あるいは一方向に検出した値と逆方向に検出された値との差分をとることで基本的に存在する誤差を削減することを特徴とする請求項第１項から第１１項に記載の障害物検知装置
【請求項１３】
当該受信手段において基準発振器と同期したサンプリング周期でデジタル信号に変換し当該発信手段が超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を発信する任意のタイミングを起点としたサンプリングの数あるいはサンプリング周期の数をもって当該タイミングを検出することを特徴とする請求項第１項から第１２項に記載の障害物検知装置
【請求項１４】
当該受信手段において受信された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を直接増幅しあるいは増幅と副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号への変換を行った後にＮ乗あるいはＮ逓倍を行ってキャリアをリカバリーし当該リカバリーしたキャリアに対してタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを検出することを特徴とする請求項第１項から第１３項に記載の障害物検知装置
【請求項１５】
当該発信手段から発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を当該受信手段の局発信号とし当該障害物あるいは反射物から反射され当該受信手段が受信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号とを直接ミキシングするための混合器を設け当該混合器の出力信号を基準発振器に同期してデジタル信号に変換し当該混合器の出力信号のタイミングあるいは振幅あるいは位相あるいは周波数あるいはこれらの組合せを検出することを特徴とする請求項第１項から第１４項に記載した障害物検知装置
【請求項１６】
当該基準発振器に同期した数値制御発振器あるいはデジタルシンセサイザを設け任意の周波数あるいは位相のクロックを生成することを特徴とする請求項第１項から第１５項に記載した障害物検知装置
【請求項１７】
当該任意の数のアンテナあるいはセンサーが前後方向あるいは左右方向あるいは上下方向あるいは対角線方向あるいは中心に対して放射状方向あるいはこれらの組合わせの方向に配置されあるいは東西南北方向に配置され当該任意の数のアンテナあるいはセンサーの間隔が当該発信手段が発信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいはベースバンド信号の１波長程度以下であることを特徴とする請求項第１項から第１６項に記載の障害物検知装置
【請求項１８】
当該任意の数のアンテナあるいはセンサーを当該超音波あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは比較的に周波数の高い変調信号の１波長程度以下の間隔で配置して１組として複数組設け当該複数組を当該スペクトル拡散符号の１チップ程度以下あるいは比較的に低い周波数の変調信号の１波長程度以下の間隔で設置して当該障害物あるいは反射物との距離を検知するための基準とすることを特徴とする請求項第１項から第１７項に記載の障害物検知装置
【請求項１９】
当該任意の数のアンテナあるいはセンサーを当該超音波あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは比較的に周波数の高い変調信号の１波長程度以下の間隔で設置して１組として２組設け当該２組を当該発信手段のアンテナあるいはセンサーを中心として移動体の進行方向で当該障害物あるいは反射物と衝突の可能性がある辺の両端に配置し当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは位置関係を検知し当該障害物あるいは反射物との衝突の可能性を予測することを特徴とする請求項第１項から第１８項に記載の障害物検知装置
【請求項２０】
指向性ビームの方向を同じくする少なくとも２組のアンテナあるいはセンサーを当該超音波あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは比較的に周波数の高い変調信号の１波長程度以下の間隔で任意の軸に垂直方向に設置し当該２組を設置した軸を中心に回転させあるいは当該軸と直交する軸を中心に回転させ当該障害物あるいは反射物との距離あるいは方向あるいは高さあるいは深さを検知することを特徴とする請求項第１項から第１９項に記載の障害物検知装置
【請求項２１】
当該発信手段あるいは受信手段において複数のアンテナあるいはセンサーの出力信号を合成器を介して合成して少なくとも２組の指向性アンテナあるいはセンサーとし当該合成器を制御して各組の指向性を個別にあるいは同期して回転させあるいはスキャンさせることで当該障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは反射波が到来する方向をサーチしあるいは追尾しあるいは当該合成器を制御して当該２組の指向性のビーム幅を個別にあるいは同期して変化させ当該ビーム幅を広くして概略の距離と方向あるいは位置を検知し当該ビーム幅を狭くして精度の高い距離と方向あるいは位置を検知することを特徴とする請求項第１項から第２０項に記載した障害物検知装置
【請求項２２】
当該受信手段において当該搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは比較的に周波数の高い変調信号の４分の１波長程度の間隔で設置し同位相で励振したアンテナあるいはセンサーを２分の１波長程度の間隔となる２組とし当該２組を交互に切り替えることを特徴とする請求項第１項から第２１項に記載の障害物検知装置
【請求項２３】
当該発信手段のアンテナあるいはセンサーの指向性ビームの幅を比較的に狭くし当該受信手段のアンテナあるいはサンサーの指向性ビームの幅を比較的に広くし、あるいは当該受信手段のアンテナあるいはセンサーを移動体の表面に近接させあるいは密着させる構造とすることでフロントバック比を高めることを特徴とする請求項第１項から第２２項に記載の障害物検知装置
【請求項２４】
当該発信手段と当該受信手段の複数のアンテナあるいはセンサーを当該発信手段が発信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号の１波長程度以下の間隔で配置し当該発信手段と当該受信手段で交互に切替えて発信と受信を繰返し行うことを特徴とする請求項第１項から第２３項に記載の障害物検知装置
【請求項２５】
当該任意の数のアンテナあるいはセンサーがの開口面あるいは指向性のビームの方向が当該受信手段を携行しあるいは装備する移動体の進行方向あるいは周辺方向に向けて比較的に容易に方向調整が可能な構造でありあるいは当該切替合成器により指向性ビームの方向調整が可能な構成であることを特徴とする請求項第１項から第２４項に記載の障害物検知装置
【請求項２６】
当該発信手段のアンテナあるいはセンサーが円偏波の指向性ビームを有し当該受信手段のアンテナあるいはセンサーが当該発信手段とは逆旋回の円偏波の指向性ビームを有し当該発信手段と受信手段のアンテナあるいはセンサーの間のアイソレーションが大きくあるいは当該障害物あるいは反射物により１回だけ反射される反射波に対して特に敏感に感応することを特徴とする請求項第１項から第２５項に記載した障害物検知装置
【請求項２７】
当該発信手段のアンテナあるいはセンサーと当該受信手段のアンテナあるいはセンサーが４波長程度以上の間隔をおいて設置され当該発信手段のアンテナあるいはセンサーと当該受信手段のアンテナあるいはセンサーの間のアイソレーションが障害物あるいは反射物までの距離を検知するのに十分なダイナミックレンジを得るのに必要な値であり各々の指向性のビームが対象とする障害物あるいは反射物に対して交差しておりあるいは焦点が合わされていることを特徴とする請求項第１項から第２６項に記載した障害物検知装置
【請求項２８】
当該受信手段の複数のアンテナあるいはセンサーが無線通信用のダイバーシテイアンテナあるいはダイバーシテイセンサーと共用し、あるいは当該発信手段と受信手段の間でサーキュレータを用いあるいは切替えスイッチを用いて当該複数のアンテナあるいはセンサーの一部あるいは全部を共用することを特徴とする請求項第１項から第２７項に記載した障害物検知装置
【請求項２９】
当該単一あるいは複数のアンテナあるいはセンサーが当該搬送波信号あるいは副搬送波信号の１波長程度下の間隔で少なくとも２組設けられ当該発信手段と受信手段が当該２組のアンテナあるいはセンサーを交互に切替えて発信および受信を行うことを特徴とする請求項第１項から第２８項に記載した障害物検知装置
【請求項３０】
当該受信手段が地磁気センサーあるいは加速度センサーあるいは重力センサーあるいはこれらの組合せを搭載し、地磁気センサーあるいは加速度センサーにより当該障害物あるいは反射物との距離あるいは方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせを検知する機能を補完させあるいは重力センサーにより当該複数のアンテナあるいはセンサーの上下方向を検知することを特徴とする請求項第１項から第２９項に記載した障害物検知装置
【請求項３１】
当該受信手段が当該第１の発信手段が間欠動作し当該発信手段が休止期間中に歩道あるいは横断歩道あるいはバリアフリー道路あるいは自動車道あるいは高速道路に沿って設置された第２の発信手段あるいはアクテイブタグから発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を受信し当該第２の発信手段あるいはアクテイブタグの位置する方向を検知しあるいは当該第２の発信手段あるいはアクテイブタグから発信される情報あるいはデータを検知することを特徴とする請求項第１項から第３０項に記載した障害物検知装置
【請求項３２】
当該受信手段において当該発信手段が発信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号が妨害を受けたことを検知した時には当該発信手段がスペクトル拡散符号の系列を変更しあるいは変調信号を変更することを特徴とする請求項第１項から第３１項に記載した障害物検知装置
【請求項３３】
当該中継手段の受信側に多重拡散を行った拡散符合あるいは多重変調を行った変調信号を除去するための帯域通過フイルタを有することを特徴とする請求項第１項から第３２項に記載した障害物検知装置
【請求項３４】
当該中継手段が通常は待機状態かあるいは固有の超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を間欠受信しており、当該発信手段から発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を受信して当該信号に含まれる識別信号あるいは再発信要求信号を識別した場合にのみ再発信することを特徴とする請求項第１項から第３３項に記載した障害物検知装置
【請求項３５】
当該受信手段に設けられあるいは接続された表示操作手段あるいは音声装置において当該移動体が現在向いている方向に存在する障害物あるいは反射物との距離を矢印の長さで表示しあるいは障害物あるいは反射物が位置する方向を矢印の角度により表示しあるいはアナウンスすることによって当該移動主体が停止あるいは減速あるいは方向転換を容易にすることを特徴とする請求項第１項から第３４項に記載した障害物検知装置
【請求項３６】
当該受信手段に設けられあるいは接続された表示操作手段あるいは音声装置において当該障害物あるいは反射物との距離あるいは位置する方向あるいは高さあるいは深さあるいはこれらの組合わせが数字あるいは記号あるいは符号あるいは文字あるいはデジタル情報によって表示されあるいはアナウンスされることを特徴とする請求項第１項から第３５項に記載した障害物検知装置
【請求項３７】
当該受信手段に設けられあるいは接続された表示操作手段あるいは音声装置において当該サンプリング毎あるいはサンプリング周期毎あるいは任意のタイミングで検出された振幅スペクトルと位相スペクトルから障害物あるいは反射物までの距離と反射の程度あるいは方向と高さあるいは深さを探知した結果をデジタル表示しあるいは音声に変換してアナウンスすることを特徴とする請求項第１項から第３６項に記載した障害物検知装置
【請求項３８】
当該受信手段において受信する超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号の搬送波信号の振幅の検出値を用いてタイミング毎あるいはタイミング周期毎に重み付けをして加重平均を行いあるいは障害物あるいは反射物の大小あるいは反射係数の大小あるいは障害物あるいは反射物の材質あるいは種類あるいはこれらの組合わせを検知しあるいはスペクトル拡散符号のチップ長さを変更して障害物あるいは反射物との距離を検知するレンジを変更することを特徴とする請求項第１項から第３７項に記載した障害物検知装置
【請求項３９】
当該発信手段が一般の無線局あるいは微弱電波を発する無線機である場合当該発信手段が発信する高周波信号にアイドル信号あるいは報知信号の一部として無変調の搬送波あるいはスペクトル拡散符号あるいは副搬送波信号あるいはベースバンド信号あるいはこれらの組合わせを含むことを特徴とする請求項第１項から第３８項に記載した障害物検知装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波あるいは電波あるいは光波を利用した探知システムであり、障害物あるいは反射物との距離と障害物あるいは反射物が位置する方向を高精度でしかも経済的な方法で探知し、探知結果をデジタル表示しあるいは音声でアナウンスするためのものである。
【背景技術】
【０００２】
方向探知機については、従来から複数のアンテナを切替えて電波の到来方向を探知する方法として従来から循環切換型ドップラ方向探知機があり、最近では特許文献１に示すような複数のアンテナを切替えるもの、あるいは特許文献２に示すようなＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換しデジタル処理を行うもものがあるる。一方、方位を測定するためのレーダー装置としては特許文献１の三次元レーダーがあり、あるいは特許文献２のようにアンテナの合成分配器を設けることで水平・垂直の方位識別を時分割で行う方法があり、あるいは非特許文献２の７６ＧＨｚ帯の自動車用ミリ波レーダーでは複数の送信側指向性アンテナと受信側指向性アンテナの指向性の組合わせを変えて水平方向の方位を測定する方法がある。
【０００３】
従来のドップラ方向探知機では円周上に配置した複数のアンテナを順次循環して切換えることによって生じるドップラー効果から切換走査と同期した低周波信号を取り出し当該低周波信号の位相から受信信号の到来方向を測定するものであり、受信用のアンテナや装置全体が大きくなり、また数百ＭＨｚ帯以上の高い周波数の高周波信号や連続あるいはバースト状に発信される電波やスペクトル拡散された電波が発信された方向を探知するのが難しいかほとんど不可能である。
一方、最近の方向探知機では特許文献１のように複数のアンテナを切替えるものでは位相差の測定を高速に行わなければならないためアナログ式の位相検波器を用いなければ処理が遅くなり、特許文献２のようにデジタル信号に変換して位相差を算出処理する場合には複数のアンテナを切替えて処理を行うと時間遅れが生じるためアンテナを合成するだけで切替えを行わない方法しか採れない問題点がある。これに対して本発明の実施例の図４の方式では複数のアンテナを切替えてしかもデジタル信号に変換して処理する場合でも特許文献８に示す高周波論理回路を用いてデジタル信号処理を行うとリアルタイムでの処理が可能となる。
特許文献３の三次元レーダーでは大型で複雑となり高価となる欠点があり、特許文献４のレーダ装置では送受信アンテナを合成分配することで探知と方位測定に必要な振幅情報と位相情報を取得して処理する場合に、デジタル信号に変換して処理するとリアルタイムの処理が難しいので、位相情報を取得する際に複数のアンテナ出力の差をとっているため方位の中心部分で出力が最低となり十分な出力が得られないために方位の測定精度が悪くなっているのに対して、本発明の実施例の図４では複数のアンテナあるいはセンサーを切替える際に個々のアンテナあるいはセンサー毎あるいはアンテナあるいはセンサーの組合わせ毎にデジタル信号に変換し位相ベクトルを検出してリアルタイム処理を行うため方位の中心で特に振幅が大きく位相の測定の精度が高くなっている。
非特許文献４の７６ＧＨｚ帯の自動車用ミリ波レーダでは衝突を防止するためにリアルタイムの処理が必要でありデジタル信号に変換して処理が出来ないので、方向を測定するのにビームを極端に絞った複数個の送信アンテナと受信アンテナの指向性の方向を組合わせているので組合わせを細かくすることが難しく±４°程度の精度のものであるのに対して、本発明の実施例の図４では±１°の精度が実現できる。
特許文献５〜７の水中超音波機器では障害物あるいは反射物が位置する方向を測定するためのスキャニング探知と深さを測定するための測深探知に分けて実施しなければならないのに対して本発明の実施例の図１ではスキャニング探知と深さを測定するための測深探知の両方を同時に実施できる。
【特許文献１】特表２００２−５２９９４２号公報
【特許文献２】特開平０９−２３６６４６号公報
【特許文献３】特開２００１−４２０３６号公報
【特許文献４】特開平１１−１７４１４７号公報
【特許文献５】特開平０５−２３２２２５号公報
【特許文献６】特開平０５−２８８８５１号公報
【特許文献７】特開２００１−１４１８０８号公報
【特許文献８】特願２００４−０５７５０８号
【非特許文献１】坂巻佳壽美著「見てわかるデジタル信号処理」株式会社工業調査会出版
【非特許文献２】Masaru OGAWA "ELECTRICALLY SCANNED MILLIMETER WAVE AUTOMOTIVE RADAR" MWE2003 Microwave Workshop Digest, [WS4-2], P105-P109, November 26-28, 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の方法では、超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号をデジタル信号に変換して処理を行う場合にリアルタイム処理が難しいため方向探知装置のようにある程度の遅れが許容される場合には複数のアンテナを切替えて処理できるがレーダーなどのようにリアルタイムで処理が必要な場合には複数のアンテナを組合わせてその出力をアナログ処理することが必要であり、複数のアンテナを組合わせた場合には特許文献４に示すようにアンテナの方位の中心部分でアンテナ出力が小さくなり方位測定の精度が悪くなり、あるいは発信側のアンテナと受信側のアンテナの指向性を極端に狭くして組合わせを切替えるため組合わせが粗く方位測定の精度が上がらず、何れの場合も送信側でバースト状の信号を送信しあるいはスペクトル拡散して送信することで妨害と干渉を避ける方式が採用できず、装置も高価となり小型化が難しいなどの問題があった。また、従来の超音波探知機器では障害物あるいは反射物が位置する方向を検知するのが難しい問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わる障害物検知装置は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、送信側から発信する信号が超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号のいずれの場合にも適用が可能であり、受信側において障害物あるいは反射物により反射された超短波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を１波長程度以下の間隔で配置した複数の指向性アンテナあるいは指向性を有するセンサーを切替えあるいは合成を変えて受信し、当該受信した信号を直接増幅しあるいは逆拡散しあるいは混合しあるいは復調する等の必要な変換を施して搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは中間周波信号あるいはベースバンド信号を抽出してデジタル信号に変換しシフトレジスタに蓄積した過去のデータと合わせてサンプリング毎あるいはサンプリング周期毎に振幅スペクトルと位相スペクトルをリアルタイムで検出し、当該振幅スペクトルで障害物あるいは反射物までの距離と反射の程度を測定し当該位相スペクトルにより当該障害物あるいは反射物が位置する方向と高さあるいは深さを検知するものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の障害物検知装置において、障害物あるいは反射物との距離と反射の程度および障害物あるいは反射物が位置する方向と高さあるいは深さが高精度で測定できしかもサンプリング毎あるいはサンプリング周期毎にデジタル表示が可能であり、ミリ波帯あるいは準ミリ波帯に適用しても小型で安価な装置が実現できる。特に、方向の測定においては２．４ＧＨｚ帯を利用して±１°以内が実現出来ている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明に係わる障害物検知装置は発信手段と受信手段から構成され、当該発信手段と受信手段は人あるいは車あるいは一般の移動体により携帯されあるいは装着され主に道路面上あるいは歩道上あるいは車道上あるいはこれらの周辺部あるいは屋内の床面上あるいは壁等に存在する障害物あるいは反射物を検知し当該障害物あるいは反射物との距離と反射の程度および位置する方向と高さあるいは深さを精度よく検知し、検知結果をサンプリング毎あるいはサンプリング周期毎にデジタル表示できる携帯可能な装置を実現する。
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図１に従って説明する。図１において、１は障害物あるいは反射物、２は発信手段および受信手段、２ａは発信手段、２ｂは受信手段、２１ａは発信手段２ａの指向性アンテナ、２１ｂ、２１ｃは受信手段２ｂの指向性アンテナ、３１ａは当該発信手段２ａのアンテナ２１ａから当該障害物あるいは反射物１へ向けた方向線、３１ｂ、３１ｃは受信手段２ｂのアンテナ２１ｂと２１ｃへ向けた当該障害物あるいは反射物１からの方向線、３２ａ、３２ｂ、３２ｃはアンテナ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの指向性パターン、３３ａ、３３ｂ、３３ｃは補助線、３４ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは寸法線である。
ここで、３４ａをｄｍとし、３４ｂをＤｍとする。発信手段２ａのアンテナの指向性３２ａの方向にスペクトル拡散符号で拡散された高周波信号が放射されており、受信手段２ｂのアンテナの指向性３２ｂと３２ｃを有するアンテナ２１ｂと２１ｃで当該障害物あるいは反射物１から反射される高周波信号を受信しているものとする。
発発信手段２ａの指向性アンテナ２１ａから方向線３１ａの方向に放射され受信手段２ｂの指向性アンテナ２１ｂと２１ｃへの方向線３１ｂと３１ｃの方向に伝搬される高周波信号の拡散符号あるいは搬送波信号の伝搬位相差を測定するものとすると、方向線３１ｂと３１ｃの間の伝搬位相差Δφは、Δφ＝（２π／λ）｛ｒ×（ｄ／Ｄ）｝からも求められる。ここで、ｒｍ＝アンテナ２１ｂと２１ｃ間の長さ、ｄｍ＝３４ａ、Ｄｍ＝３４ｂ、ｄｍ＜＜Ｄｍとする。
先ず、伝搬位相差を当該高周波信号の搬送波信号の位相差で測定する場合を検討すると、無線周波数を２．４ＧＨｚ帯とするとλ＝０．１２５ｍとなり、ｒ＝０．０３ｍ、ｄ＝０．１ｍ、Ｄ＝１０ｍとすると、Δφ＝５０．２４｛０．０３×（０．１／１０）｝＝０．０１５ラジアン＝０．９°となる。搬送波信号の伝搬位相差の測定精度はπ/4ラジアンの１００分の１すなわち±０．００８ラジアン＝±０．４５°程度が実現可能であるので、測定精度は１０ｍ先で±３ｃｍ程度となる。すなわち、アンテナ２１ｂと２１ｃの間隔が３ｃｍの場合、１０ｍ先の障害物あるいは反射物が位置する方向が±３ｃｍの精度で検知できることになる。
次に、障害物あるいは反射物との距離を拡散符号の伝搬位相差で測定する場合を検討すると、拡散符号の伝搬速度を４Ｍｂｐｓとするとλ＝７５ｍとなり、発信手段２ａから発信されて受信手段２ｂで受信されるまでの位相差をΔφラジアンとすると、障害物あるいは反射物との距離Ｌ＝（１／２）（λ／２π）Δφとなる。拡散符号の伝搬位相差の測定精度は搬送波信号の位相差を測定するより少し良く±０．００６ラジアン＝±０．３４°程度が実現可能であるので、測定精度は１０ｍ先で±３．５ｃｍ程度となる。
上記の場合は、障害物あるいは反射物の他に周辺の障害物あるいは反射物の影響を考え無い理想的な場合であるが、実際には反射物の影響で測定精度が悪くなる。対策として、発信手段２ａの指向性アンテナ２１ｂ、２１ｃと発信手段２ａの指向性アンテナ２１ａの指向性パターンを狭くし円偏波指向性アンテナを用いることで２回反射する反射物の影響を軽減する他、位相差の測定を１０ｍｓ／回の高速で行い、１００回／ｓの移動平均をとることで測定精度を向上させることができる。
ここで、搬送波信号の波長が短い場合には測定可能な長さに限界があるので、搬送波信号の周波数より低い副搬送波信号を用いて拡散符号で変調し、副搬送波信号の位相差を測定することで精密な方向を検知することができる。
更に、地磁気センサーあるいは加速度センサーなどを補助的に用いて絶対方位を測定しあるいは移動距離を積算することで障害物あるいは反射物との距離あるいは障害物あるいは反射物が位置する方向あるいは位置の検知精度の向上を図ることができる。
なお、方向を精度良く検知する為には当該受信手段２ｂのアンテナ２１ｂと２１ｃの間のアイソレーションが定在波の変動値（当該発信手段２ａに利得１２ｄB以上の指向性アンテナを用いる場合で１０ｄB程度）以上必要でありアイソレーションを高めることで測定の精度を高められることが実験で確かめられている。
また、受信手段の指向性アンテナを上下左右に複数基設けあるいは左右方向のものを９０°回転させることで障害物あるいは反射物が位置する方向を左右だけでなく上下方向にも検知することができる。
また、当該発信手段から発信され当該受信手段に直接伝搬される高周波信号と地面あるいは側壁で反射されて伝搬される高周波信号が干渉して生じるいわゆるマルチパスによる方向測定の誤差は当該指向性アンテナに円偏波指向性アンテナを採用し当該発信手段の指向性パターンを狭くし、受信側で測定した障害物あるいは反射物が位置する方向を検知することで、当該移動体の進行方向の前面に障害物あるいは反射物があるのか側面にあるのかが判断できる。
また、当該受信手段の複数のアンテナを指向性アンテナとし、指向性の方向をほぼ同じとする複数のアンテナを当該搬送波信号の波長より短い間隔で設置して１組とし更に複数組を当該拡散符号のチップ長さより短い間隔で設置し、あるいは複数のアンテナの指向性を徐々に変えながら当該搬送波信号の波長より短い間隔で円形状あるいは角形状あるいは任意の形状に沿って配置することによってマルチパスの発生方向を分析することでマルチパスの影響を軽減できることが確認されている。
また、当該発信手段のアンテナが円偏波指向性アンテナであり当該受信手段のアンテナが当該発信手段のアンテナとは逆旋回の円偏波指向性アンテナであり当該発信手段から発信された高周波信号が当該移動体の周辺に存在する反射物から反射されて当該受信手段で受信される高周波信号の振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを測定しあるいは当該受信手段での受信が妨害された場合には当該発信手段から発信される高周波信号の拡散符号を変更して当該高周波信号の振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合わせを測定することで当該移動体が進行する方向の障害物あるいは反射物を検知することができる。
また、当該発信手段から発信される高周波信号に感応して当該高周波信号と同一あるいは異なるあるいはタイミングを変えた高周波信号を再発信する中継手段を設けることで検知距離を延長することができ、当該中継手段から再発信される高周波信号の振幅あるいは周波数あるいは位相を測定しあるいは当該中継手段から再発信される際の遅れ時間を検知することにより当該中継手段との速度差あるいは距離あるいは当該中継手段が存在する方向あるいはこれらの組合わせを検知することができる。
また、当該発信手段が休止期間中に当該発信手段とは別の発信手段から発信される高周波信号を受信することによって当該別の発信手段が存在する方向を検知することができる。
また、当該発信手段の指向性アンテナ２１ａの代わりに当該受信手段の指向性アンテナ２１ｂと２１ｃを当該発信手段と受信手段を切替えるためのスイッチをアンテナ切替合成器２２に追加し、当該指向性アンテナ２１ｂと２１ｃを当該発信手段が発信する高周波信号の搬送波信号あるいは副搬送波信号あるいは変調信号の１波長程度以下の間隔で配置し交互に切替えて発信と受信を行うことで少ないアンテナの数で障害物検知装置が実現できる。
また、当該障害物あるいは反射物が当該発信手段から発信される高周波信号を受信して当該高周波信号を広帯域の増幅器で増幅し同一の搬送波信号の周波数でしかも同一のタイミングで再発信する中継手段であり、当該中継手段において少なくとも当該中継手段を識別するためのデータあるいは信号あるいは符号により当該高周波信号を直接変調することで、当該中継手段までの距離と方向を検知することができる。
【実施例２】
【０００９】
図２は本発明の他の実施例であり、１は障害物あるいは反射物、２は発信手段および受信手段、２ａは発信手段、２ｂは受信手段、２２ａ、２２ｂはアンテナ切替器、２ｃは接続ケーブル、２２ｅは発信手段２ａの指向性アンテナ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは受信手段２ｂの指向性アンテナ、３１ａは当該発信手段２ａのアンテナ２１ａから当該障害物あるいは反射物１へ向けた方向線、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅは受信手段２ｂのアンテナ２１ｂ、２１ｃおよび２１ｄ、２１ｅへ向けた当該障害物あるいは反射物１からの反射波の方向線、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅはアンテナ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの指向性パターン、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは補助線、３４ｂ、３３ｃ、３３ｄは寸法線である。
発信手段２ａのアンテナの指向性３２ａの方向にスペクトル拡散符号で拡散された高周波信号が放射されており、アンテナ２１ｂと２１ｃおよび２１ｄと２１ｅはアンテナ切替合成器２ａおよび２ｃにより周期的に切替えられあるいは組合わせが変えられており接続ケーブル２ｃにより受信手段２ｂに接続されており、当該アンテナの指向性３２ｂと３２ｃおよび３２ｄと３２ｅで当該障害物あるいは反射物１から反射される高周波信号を受信しているものとする。
発信手段２ａの指向性アンテナ２１ａから方向線３１ａの方向に放射され受信手段２ｂの指向性アンテナ２１ｂと２１ｃおよび２１ｄと２１ｅへの方向線３１ｂと３１ｃおよび３１ｄと３１ｅの方向に伝搬される高周波信号の拡散符号あるいは搬送波信号の伝搬位相差を測定するものとすると、方向線３１ｂと３１ｃおよび３１ｄと３１ｅの間の伝搬位相差から、障害物あるいは反射物１が位置する方向を検知することができる。
当該受信手段２ｂの指向性アンテナ２１ｂと２１ｃおよび２１ｄと２１ｅから障害物あるいは反射物１が位置する２つの方向が測定できると、当該２つの方向の測定結果とアンテナ２１ｂ、２１ｃと２１ｄ、２１ｅ間の長さ３４ｃから距離３４ｂが計算できることから当該障害物あるいは反射物１の位置が検知できる。
当該アンテナ２１ｂと２１ｃおよび２１ｄと２１ｅを例えば自動車の進行方向の両側あるいは歩行者の両胸等に設けておくと、当該検知された障害物あるいは反射物１が当該自動車あるいは歩行者にとって、衝突の危険性があるのかそれとも衝突の危険性の無い道路脇あるいは歩道上の障害物あるいは反射物であるか等の判断が可能となる。
ここで、発信手段２ａおよび受信手段２ｂが同一の筐体に納められているが、発信手段２ａと受信手段２ｂを分離し受信側を当該指向性アンテナ２１ｂと２１ｃあるいは２１ｄと２１ｅの何れか一方と一体化するなど任意の構成が考えられる。
また、当該指向性アンテナ２１ｂと２１ｃおよび２１ｄと２１ｅの間隔は当該は信手段２ａが発信する高周波信号の1波長程度以下であり、当該指向性アンテナ２１ｂ、２１ｃと２１ｄ、２１ｅの間隔は任意の間隔とすることができる。
また、図１で説明された各事項は同様に適用が可能である。
【実施例３】
【００１０】
図３は本発明の発信手段が発信する信号の周波数割当てを示す図であり、４１ａは第１の信号、４１ｂは第２の信号、４１ｃは高周波信号の搬送波成分の周波数、４２は周波数を示し右に行くほど周波数が高くなることを示す。
例えば、高周波信号の搬送波成分の周波数が７６ＧＨｚ等の超高周波になると波長が数ｍｍとなって位相差の測定が困難となる。そこで、第２の信号を副搬送波成分とし第１の信号を変調すると、第２の信号の位相差を測定することで方向の検知が可能となり、第１の信号の位相差を測定することで障害物あるいは反射物との速度差あるいは距離が測定できる。
ここで、当該第１の信号の代わりにスペクトル拡散符号を用いることで他のシステムからの妨害を排除でき、また万一妨害を受けても拡散符号を変えることで妨害を避けることが可能となる。
また、当該発信手段から発信される高周波信号において当該第２の信号が当該第１の信号により変調を受け当該高周波信号の搬送波成分の両側に存在しあるいは片方が残留しあるいは当該高周波信号の搬送波成分が存在しあるいは残留しあるいはこれらの組合わせであっても同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００１１】
図４は本発明の発信手段と受信手段の構成を説明するための図であり、２ａは発信手段、２ｂは受信手段、２ｃは信号検出器、２ｄは操作表示手段、２１ａ、２１ｂ、２１ｃは指向性アンテナ、２２はアンテナ切替合成器、２３は受信機、２４は送信機、２５は変調器、２６ａ、２６ｂ、２６ｃは相関器、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄはＡ／Ｄコンバータ、２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃは拡散符号発生器、２９ａは基準発振器、２９ｂは第１局部発信器、２９ｃは第２局部発振器、２０３はアンテナ切替合成器の制御ライン、２０４、２０５、２０６、２０７は接続端子である。
発信手段２ａでは、基準発振器２９ａにより生成されたクロック信号に同期して拡散符号発生器（Ｎ）２８でスペクトル拡散符号を生成し当該拡散符号により第１局部発振器２９ｂの出力を直交変調器２５でスペクトル拡散し、送信機２４で第２の局部発振器２９ｃからの出力信号と混合し増幅しスペクトル拡散された高周波信号をアンテナ２１ａから空間に発信している。
受信手段２ｂでは、発信手段２ａから発信され障害物あるいは反射物で反射された高周波信号を受信する間に信号検出器２ｃから制御ライン２０３を通して制御信号が送られアンテナ切替合成器２２によってアンテナ２１ｂと２１ｃを切替え、当該アンテナ切替合成器２２の出力は受信機２３に接続される。受信機２３は受信した高周波信号を第２局部発振器２９ｃの出力信号と混合し更に中間周波信号あるいはベースバンド信号に変換した後３分岐し、相関器（Ｎ）２６ａ、相関器（Ｎ−１）２６ｂ、相関器（Ｎ−２）２６ｃに接続され、当該基準発振器２９ａに同期した数値制御発振器３０により駆動される拡散符号発生器（Ｎ）２８ａ、拡散符号発生器（Ｎ−１）２８ｂ、拡散符号発生器（Ｎ−２）２８ｃで発生された拡散符号との相関をとる。
相関器２６ａは当該発信手段２ａの拡散符号と同期した符号系列（Ｎ）を検出するためのものであり、相関器２６ｂは拡散符号の１チップ遅れの符号系列（Ｎ−１）を検出するためのものであり、相関器２６ｃは２チップ遅れの符号系列（Ｎ−２）を検出するためのものである。
相関器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの出力は無線区間を伝搬した後の高周波信号の搬送波の位相成分を正確に含んでいることであり、当該アンテナ２１ｂと２１ｃを周期的に切替ながら当該位相成分の差あるいは変化を測定することで障害物あるいは反射物が位置する方向の検知を行うことができる。
数値制御発振器３０は基準発振器２９ａに同期してスペクトル拡散符号を生成するが信号検出器２ｃにより位相遅れを制御されているので、当該発信手段２ａで発信され当該受信手段２ｂで受信される高周波信号は障害物あるいは反射物までの距離の２倍に相当する遅れが生じていることから、当該数値制御発振器３０で拡散符号発生器２８ａ、２８ｂ、２８ｃから生成される拡散符号の位相遅れを変えることで相関器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの出力を組合わせて解析する範囲を広げることが可能となり、複数個の障害物あるいは反射物が距離を隔てて遠くに存在する場合でも各々の障害物あるいは反射物との距離とそれらが位置する方向および高さあるいは深さを探知することができる。
相関器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの出力はＡ／Ｄコンバータ２７ａ、２７ｂ、２７ｃによりデジタル信号に変換され、必要に応じて受信機２３のＲＳＳＩ出力もＡ／Ｄコンバータ２７ｄによりデジタル信号に変換されて信号検出器２ｃに接続され演算が行われる。
信号検出器２ｃは低電流で高速の演算が可能な高周波論理回路で構成されており、数値制御発振器３０の位相の遅れと当該相関器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの出力の組合わせとを比較して障害物あるいは反射物との距離が検知し、当該受信手段２ｂのアンテナ２１ｂと２１ｃを周期的に切替ながらＡ／Ｄコンバータ２７ｂからの出力を高速フーリエ変換あるいは積和演算あるいはその他の演算方法により各々の振幅スペクトルと位相スペクトルを演算し比較することで当該アンテナ２１ｂと２１ｃの切替による当該スペクトルの差あるいは変化から障害物あるいは反射物が位置する方向が検知できる。
ここで、当該アンテナ切替合成器２２に折り返し結合器を内蔵し、当該発信手段のアンテナ２１ａあるいは当該発信手段の後段部から接続端子２０５を経由して当該折り返し結合器に高周波信号が接続されており、当該結合器によって当該発信手段の高周波信号出力を当該受信手段の入力に結合して折り返し試験を行い、当該折り返し試験時に距離が０となるよう補正値を求めることで測定誤差を削減することができる。
また、必須の機能では無いが、当該受信機２３から出力されるＲＳＳＩ信号をＡ／Ｄコンバータ２７ｄによりデジタル信号に変換し信号検出器２ｃに接続することで受信機２３へ入力する搬送波信号の強度に応じた演算処理あるいは制御が可能となる。
また、当該Ａ／Ｄコンバータ２７ａ、２７ｂ、２７ｃは８ビット程度のものを用い数十回の測定を行い移動平均値を求めることで、各アンテナ毎の拡散符号の進み信号と遅れ信号の差を１/１００以上の精度で読み取ることができるが、１０ビット以上のＡ／Ｄコンバータを用いることで更に精度を向上できる。
また、当該受信手段において受信された超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を増幅しあるいは増幅と必要な混合あるいは変換を施しあるいは逆拡散を行った後にデジタル信号に変換しあるいはデジタル信号に変換した後に必要な混合あるいは変換を施しあるいは逆拡散を行い当該デジタル信号から搬送波成分あるいは副搬送波成分あるいは必要な信号成分を抽出し高周波論理回路を用いてＳｉｎおよびＣｏｓのルックアップテーブルとの積和演算を行いあるいは高速フーリエ変換を行うことで当該搬送波成分あるいは副搬送波成分あるいは必要な信号成分の振幅スペクトルあるいは位相スペクトルあるいはこれらの組合わせを算出し任意の期間の平均をとりあるいは窓関数を設けて演算を行いあるいはデジタル信号をシフトレジスタに蓄積しデジタル処理を行うことでサンプリング毎あるいはサンプリング周期毎に処理結果を出力することでリアルタイムを処理を行うことを特徴とする請求項第１項から第１１項に記載の障害物検知装置
また、当該サンプリング毎あるいはサンプリング周期毎にリアルタイムで検出された振幅スペクトルと位相スペクトルから障害物あるいは反射物までの距離と反射の程度および方向と高さあるいは深さを探知しデジタル表示しあるいはアナログに変換して表示しあるいは音声にてアナウンスすることができる。
また、拡散符号の位相差測定精度を向上させるために各相関器の間の位相遅れを２分の１チップ刻みとしあるいは任意の刻みとし、あるいは拡散符号の速度を高くして１チップ当たりのチップ長さを短くし、あるいは用途によっては相関器の数を１個とし切替えて使用することも可能である。
また、当該受信手段側の相関器の段数を増やすことで距離の探知範囲を拡大できる。
また、当該数値制御発振器３０により拡散符号の位相を制御することで複数の障害物あるいは反射物との距離が測定できるが、当該発信手段の指向性アンテナの指向性を狭くし指向性を左右あるいは上下にスキャンしあるいは回転させることで複数の障害物あるいは反射物を更に詳細に検知することができる。
また、当該受信機にＡＧＣ機能を搭載し、アンテナ間の位相差を測定する際にアンテナ入力電力の差あるいは変化による誤差の発生を抑圧することができる。
また、当該受信手段の受信機がダイレクトコンバージョン方式の場合には当該受信機の出力を直接あるいは拡散符号により逆拡散しあるいは復調して得られる直流成分あるいは比較的に低い周波数の成分あるいはこれらの両方を用いて当該高周波信号と当該受信機の局発信号との相対的な位相差あるいは周波数差あるいはこれらの両方を測定することにより当該受信手段が複数のアンテナを切替えた際の当該アンテナ間の位相差を測定することができる。
また、当該発信手段から発信される高周波信号の変調信号と当該受信手段で受信された高周波信号の変調信号とのビートをとることで周波数差あるいは位相差を測定することも可能である。
また、当該障害物あるいは反射物との距離と方向の他に当該高周波信号の副搬送波成分あるいは搬送波成分の周波数差を測定することで相対的な速度を検知することも可能である。
また、当該スペクトル拡散符号の代わりに一般の信号を用い振幅変調あるいは周波数変調あるいは位相変調あるいはこれらの組合わせによる変調を行いあるいは変調後にスペクトル拡散符号により多重拡散を行うことで同様な効果が得られる。
なお、図４の構成で当該発信手段が連続して高周波信号を発信する場合には当該発信手段の指向性アンテナ２１ａと当該受信手段の指向性アンテナ２１ｂ、２１ｃとの間隔を十分にとり両者間のアイソレーションが当該発信手段から発信され当該障害物あるいは反射物で反射され当該受信手段で受信されるまでの減衰量以上に確保される必要がある。
しかし、両者の間隔に制約があり必要なアイソレーションが確保できない場合には、従来からある方法として、当該発信手段から発信される高周波信号を前もって適当な周波数の変調信号で周波数変調をしておき、当該受信手段により受信した高周波信号と当該発信手段が発信する高周波信号とを直接混合してビート周波数を検出しこれをデジタル信号に変換しデジタルシグナルプロセッサーを用いて周波数スペクトルを検出することで当該妨害物あるいは反射物までの距離を検知する方法がある。
周波数スペクトルを検出するのにデジタルシグナルプロセッサーを用いると低電力消費でしかも高速で動作しするものが実現できておらず、受信装置を携帯して用いるにはリアルタイムでの分析が難しく電池の寿命が短くなる欠点があった。
そこで、周波数スペクトルを検出するために分解能に応じて必要な数の高速で動作する高周波論理回路を設け当該高周波論理回路を用いて積和演算を行いあるいは高速フーリエ変換を行いあるいは当該デジタル信号から振幅スペクトルあるいは位相スペクトルあるいはこれらの両方を検出しあるいは任意の期間の平均をとりあるいは窓関数を設けて演算を行いあるいは任意のサンプリング数毎あるいは任意のサンプリング周期数毎に検出結果を時系列ならべあるいはタイムスタンプを付して出力しあるいはこれらを組合わせる。
また、当該受信機の出力信号を当該基準発振器に同期して変換したデジタル信号を多段のシフトレジスタに蓄積し当該シフトレジスタから整数の間隔をおいて少なくとも４段を選択して１組とし複数の整数について選択して複数組のデジタル信号を生成しあるいは当該受信機の出力信号を基準発振器と同期して複数種類のサンプリング周期でデジタル信号に変換し当該サンプリング周期毎にシフトレジスタに蓄積して複数組のデジタル信号を生成し当該複数組のデジタル信号を積和演算しあるいは高速フーリエ変換して必要な分解能を確保する。
また、当該高速で動作する高周波論理回路が少なくとも４段のシフトレジスタとエックスクルージブオア回路と加算器から構成され当該デジタル信号とＳｉｎおよびＣｏｓのルックアップテーブルとの積和演算を行う。
また、当該タイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組合せをリアルタイムで検出するために用いるＳｉｎのルックアップテーブルが０、１、０、−１、あるいは１、１、−１、−１、あるいはこれらの整数倍あるいは整数分の１の繰り返しでありあるいはＣｏｓのルックアップテーブルが１、０、−１、０あるいは１、−１、−１、１、あるいはこれらの整数倍あるいは整数分の１の繰り返しでありあるいは積和演算を行う際の−１の乗算は当該デジタル信号の補数を求めあるいはこれらの組合わせである。
【実施例５】
【００１２】
図５[は本発明の受信手段のアンテナ切替合成器の構成例を示す図であり、２１ｂ１、２１ｂ２、２１ｃ１、２１ｃ２はアンテナ素子、２２はアンテナ切替合成器、２２ａ、２２ｂはアンテナ切替合成器２２の切替接点、２２ｃはアンテナ切替合成器２２の合成部、２２ｄはアンテナ切替合成器２２の出力端子である。ここで、アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の間および２１ｂ２と２１ｃ２の間は高周波信号の搬送波あるいは副搬送波の波長のλ／２とし、アンテナ２１ｂ１と２１ｂ２の組と２１ｃ１と２１ｃ２の組の間はλ／４程度とする。
当該切替接点２２ａと２２ｂによりアンテナ２１ｂ１と２１ｃ１が選択された場合、当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１が位相合成部２２ｃによって位相合成され、指向性が例えば左方向から右方向にサーチされる。一方、当該切替接点２２ａと２２ｂによりアンテナ２１ｂ２と２１ｃ２が選択された場合、当該アンテナ２１ｂ２と２１ｃ２が位相合成部２２ｃによって位相合成され、指向性が同様に例えば左方向から右方向にサーチされる。
当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組は例えばお互いにλ／４離れているので２組を切替えることで障害物あるいは反射物から反射された高周波信号の搬送波の位相差を測定し方向が検知でき、各組をサーチすることでアンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組毎に入力する高周波信号が最も大きい方向を知ることができる。
そこで、アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組をサーチした結果複数方向から高周波信号の反射を受信した時のアンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組の位相差を測定することで複数の障害物あるいは反射物の方向を検知でき、そのときの拡散符号の位相差から当該障害物あるいは反射物との距離が検知できる。
一般に、マルチパスの環境下でアンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組で受ける高周波信号の搬送波の位相差がφａおよび（φａ＋Δａ）とφｂおよび（φｂ＋Δｂ）とすると、両者の合計の位相差は（Δａ＋Δｂ）となる。
当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組を各々サーチさせて当該位相差（Δａ＋Δｂ）が０になる方向を探すとその方向が２個の障害物あるいは反射物からの反射波の中間の方向を向くこととなる。
一方、当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組をサーチさせると両者に入射する高周波信号の電力には障害物あるいは反射物の種類によって差が出ることになる。
そこで、当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組の間の位相差を計算する時に入射する電力が大きい方の位相に重み付けを行い入射電力の大きい時の位相差に近づけるかあるいは大きい入射電力の時の位相差を選択する。一般に、障害物あるいは反射物からの反射回数が少ない程入射電力が大きいので当該入射電力の値を利用することで位相差の計算で誤差を少なくできる可能性が高くなる。
上記の状況は、特に、マルチパスにより複数方向から高周波信号が到来する場合に１回反射波と複数回反射波を区別することで複数方向を区別するのに有効であることが実験結果確かめられている。
受信手段のアンテナ２１ａ、２１ｃ、２１ｂ、２１ｄの指向性を鋭くすると発信手段が存在する方向を最初に見つけ出すのが難しいが、アンテナ２１ａと２１ｃの組と２１ｂと２１ｄの組に分けてサーチすることで当該発信手段の方向を最初に見つけるのもたやすくなる利点がある。
なお、方向を精度良く検知する為には各アンテナ間のアイソレーションが定在波の変動値（当該発信手段の指向性アンテナの利得が１２ｄB以上の時１０ｄB程度）以上であることが必要であり当該アンテナ２１ａ、２１ｃ、２１ｂ、２１ｄをお互いに外向きに傾斜させることでアイソレーションが増加する。また、外向きに傾斜させることでアンテナ切替時の入射電力の差が明確となりサーチの方向を指示できるメリットが得られる。
また、当該アンテナ２１ａ、２１ｃ、２１ｂ、２１ｄ間のアイソレーションを高めるためには両者間に遮蔽版を設けあるいは反射板を設けあるいは指向性を強くすることによっても実現できる。
また、上記の傾斜させる角度は高周波信号の伝搬経路にある障害物あるいは反射物の分布状況によって最適な値があることから、予め、現在位置が一般道路か高速道路か等の地域情報に基づいて最適な角度をアダプテイブアレイアンテナを用いて構成するなどの方法が採れる。
また、当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組を当該発信手段が発信する高周波信号の搬送波あるいは副搬送波あるいは変調信号の１波長以下の間隔で配置し当該２つの組のアンテナを交互に切替えて発信と受信を行うことで少ないアンテナの数で指向性のスキャンができるメリットがある。
また、当該アンテナ２１ｂ１と２１ｃ１の組と２１ｂ２と２１ｃ２の組を任意の軸を中心に回転させることで当該軸を中心に指向性のビームの方向を回転させることができる。
また、上記の説明ではアンテナの切替えと合成の両方を行うものについて説明したが任意の数のアンテナの切替えのみを行いあるいは任意の組合わせに合成を行った後に切替えを行っても同様の効果が得られる。
【００１３】
以上の説明では、当該障害物検知装置を１式設ける場合について述べたが、移動体の前後あるいは左右、前後左右などの複数ヶ所に設けることで前方および後方の全方向について障害物あるいは反射物の検知が可能となる。
また、当該障害物検知装置が２式以上の場合には、時分割で動作させるかお互いに異なる拡散符号を用いることで相互の干渉を防止できる。
また、当該発信手段を移動体の中央部に設置し両サイドに当該受信手段を設置し、両サイドで障害物あるいは反射物が位置する方向を検知し、当該障害物あるいは反射物が進行方向に位置し当該移動体と衝突の危険性が高い場合に警報を発することも可能である。
また、相関器としてアナログ方式について説明したが、受信機の中間周波信号出力をＡ／Ｄコンバータで直接デジタル信号に変換した後デジタル相関器を用いても同様な効果が得られる。ただし、デジタル相関器を用いるとサンプリングとサンプリングの間に空白期間があり測定精度が低下するので加重平均などの方法で補完をする必要がある。
また、拡散符号の位相差と高周波信号の搬送波あるいは副搬送波の位相差の両方を測定する場合について説明したが、何れか一方のみでも十分な効果が得られる。
また、拡散符号を用いずに無符号の高周波信号の搬送波あるいは一般のアナログ信号あるいはデジタル信号により変調された高周波信号の搬送波あるいは副搬送波の位相差をアンテナを切替えて測定することでも同様な効果が得られる。
また、複数のアンテナを切替える代わりに、各アンテナに対応する受信手段を個別に設けて受信手段間の位相差を測定することでも同様な効果が得られる。
また、電波の代わりに超音波あるいは光を用い高周波信号を超音波信号あるいは光信号と読み替えアンテナの代わりに超音波センサーあるいは光センサーとし光信号の場合には識別符号を有しない場合を含めることで同様な効果が得られる。
また、当該発信手段において生成した光信号を当該高周波信号により変調して空間に放射し当該受信手段において受信した光信号から当該高周波信号を復調し当該復調した高周波信号を用いて当該受信手段の位置あるいは当該発信手段の位置あるいはこれらの位置する方向あるいは両者間の距離を検知することができる。
また、当該発信手段を太陽電池および蓄電用コンデンサとの一体構造あるいは薄板状構造とし防水筐体に収納することによって移動体の表面に貼付けあるいは埋設することができる。
また、当該発信手段および受信手段が飛行物体に搭載されあるいは人等を含む移動体に搭載されあるいは装着されあるいは携帯されても同様な効果が得られる。
また、当該アンテナ切替合成器により少なくとも２群に分けたアンテナを選択して２群の受信機に接続し順次選択を行いながら切替を行い当該２群の受信機から出力される中間周波信号あるいはベースバンド信号相互間の相関値の変化を演算することで同様な効果が得られる。例えば、当該複数のアンテナが円周状に配置されているとすると当該相関値が最大のとき当該２群のアンテナを結ぶ線と垂直の方向に当該障害物あるいは反射物が存在することになる。
また、当該受信手段および当該発信手段の両方が複数のアンテナを有し当該受信手段の複数のアンテナが切替られる場合には当該発信手段の複数のアンテナに内の任意のアンテナに固定されあるいは当該受信手段の複数のアンテナが切替られる場合には当該発信の内の任意のアンテナに固定されあるいは当該発信手段の複数のアンテナの内の任意のアンテナと当該受信手段の複数のアンテナの内の任意のアンテナが組合わされて発信および受信を行うことで障害物あるいは反射物の位置あるいは方向の検知の精度を向上できる。
また、当該発信手段および受信手段を固定して設置し逆に移動体が接近する場合に距離と方向を検知することができる。
また、当該発信手段から発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号を一定周期で変化する変調信号により周波数変調あるいは周波数ホッピングをさせることでも同様な効果が得られる。
また、当該発信手段から発信される超音波信号あるいは高周波信号あるいは光信号をスペクトル拡散符号により拡散する場合、当該スペクトル拡散符号を一定周期で変化する変調信号により伝送速度を速度変調しても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明の利用範囲は広く、超音波探傷機、魚群探知機、水中探知機、気象レーダー、μ波レーダー、準ミリ波レーダー、ミリ波レーダー、３次元レーダー、自動車用ミリ波レーダー、赤外線レーダー、赤外線追尾レーダー、障害物検知装置、その他に適用して、障害物あるいは反射物が位置する方位を高精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示す概念図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す概念図である。
【図３】本発明の発信手段が発信する高周波信号の周波数成分の例を示す図である。
【図４】本発明の発信手段および受信手段の構成例を示す図である。
【図５】本発明の受信手段のアンテナの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１                                        障害物あるいは反射物
２                                        発信手段および受信手段
２ａ                                      発信手段
２ｂ                                      受信手段
２ｃ                                      信号検出器
２ｄ                                      操作表示手段
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ    指向性アンテナ
２１ｂ１、２１ｂ２、２１ｃ１、２１ｃ２    指向性アンテナ
２２                                      アンテナ切替合成器
２２ａ、２２ｂ                            アンテナ切替器
２２ｃ                                    アンテナ合成器
２２ｄ                                    アンテナ切替合成器出力端子
２２ｅ                                    アンテナ切替合成器の接続ケーブル
２３                                      受信機
２４                                      送信機
２５                                      ３分岐器
２６ａ                                    相関器（Ｎ＋１）
２６ｂ                                    相関器（Ｎ）
２６ｃ                                    相関器（Ｎ−１）
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ            Ａ／Ｄコンバータ
２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ              拡散符号発生器
２９                                      基準発振器
３０                                      数値制御発振器
２０３                                    アンテナ切替制御ライン
２０４、２０５、２０６                    接続端子
３１ａ                                    発信手段から障害物あるいは反射物へ発信される高周波信号の方向線
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ            障害物あるいは反射物から受信手段へ反射される高周波信号の方向線
３２ａ                                    発信手段のアンテナ２１ａの指向性
３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ            受信手段のアンテナ２１ｂ、２１ｃおよび２１ｄ、２１ｅの指向性
３３ａ                                    障害物あるいは反射物からの垂直線
３３ｂ                                    発信手段および受信手段からの垂直線
３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ            引出線
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ                    寸法線
４１ａ                                    第１の変調信号
４１ｂ                                    第２の変調信号
４１ｃ                                    高周波信号の搬送波
【図１】
2005265412.tif 000003
【図２】
2005265412.tif 000004
【図３】
2005265412.tif 000005
【図４】
2005265412.tif 000006
【図５】
2005265412.tif 000007